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PC & Elektronik Schaltungssammlung LEDs und LCDs von Frank Sichla 1. Auflage Franzis Verlag, Poing 2010 Verlag C.H. Beck im Internet: www.beck.de ISBN 978 3 7723 4277 6 schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Seite 1 FRANZIS ELEKTRONIK Frank Sichla Schaltungssammlung LEDs, LCDs und Lasertechnik Auf Leuchtdioden (LED) trifft man heute überall in der Elektrotechnik und Elektronik. Auch die LCD-Anzeigen (Liquid-Crystal Display, Flüssigkeitskristall-Bildschirm) erlebten in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung. Sie finden Verwendung in vielen Geräten der Unterhaltungselektronik, aber auch in Messgeräten, Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern. Ständige Weiterentwicklungen gibt es auch in der Lasertechnologie. Längst ist der Laser zu einem bedeutenden Instrument der Industrie, Wissenschaft, Kommunikation und Unterhaltungselektronik geworden, und die kleinen Laserdioden sind heute schon die mit Abstand am häufigsten benutzten Laserbauelemente. Über 350 Schaltungen aus der LED-, LCD- und LaserTechnik werden in diesem Werk vorgestellt. Die Schaltungssammlung wendet sich nicht nur an Entwicklungsingenieure, sondern auch an Lehrkräfte, Auszubildende und Hobbyisten. Sie wird durch einen großen allgemeinen Praxisteil abgerundet. Sie sparen nicht nur eine Menge Zeit, Arbeit und Geduld, sondern auch Geld für Eigenentwicklungen. So macht sich die Anschaffung dieser wichtigen Sammlung schon nach kurzer Zeit bezahlt. Eine unentbehrliche Fundgrube für alle, die in ihrer täglichen Praxis Anregungen für schnelle Problemlösungen suchen. ISBN 978-3-7723-4277-6 Euro 29,95 [D] • Blinker • Wechselblinker • CMOS-Wechselblinker • CMOS-Blinker • „Ruhiger“ Blinker mit Transistor • Dämmerungsblinker • Alarmblinker • Wechselblinker mit 2 x 20 LEDs • Helligkeit schwillt an und ab • Helligkeitsabhängiger Blinker • Blinkender Weihnachtsstern • Blinker mit Zweipol-Oszillator • Einstellbarer Blitzer mit Timer • Doppel-Blitzlicht • Marathon-Blitzlicht • 1,5-V-Blitzer • Sicherheits-Blitzer • Flackerschaltung • Wechsel-Flasher mit 1,5 V • Leuchtturm-Signalgeber • 3-V-Transistor-Flasher • 1,5-V-Flasher • Ultra-stromarmer 3-V-Blitzer • Alarmanlagen-Simulator • 1,5-V-Flasher für weiße LED • Schneller, portabler Pulser • Drei-LED-Flasher • Blitzlicht mit dem TPS61054 • Lauflicht- und Leuchtbalken • Lauflicht mit vier LEDs • Wechsellichtband-Schaltung • Knight-Rider-Lauflicht • Lauflicht • Duale Lichtbandsteuerung • Lichtband mit Blinkeffekt • Intelligentes Blinklicht • Blitzlauflicht • Doppellauflicht • Farbwechsler-Schaltungen • Pegelindikator mit Dual-LED • Lauflicht mit Blink-LED • Lichtspiel mit Blink-LEDs • Blink-LED • Einfacher Impulsindikator • Magische Lichter • Tester für Audioleitungen • Optischer Transistortester • Temperatur-Monitor • Übertemperatur-Indikator • Programmierbare LED • Balkenanzeige mit Transistoren • Einfacher Spannungsprüfer • Spannungsüberwachung • Überwachung eines 12-V-Akkus • VU-Meter mit acht LEDs • Leitungssucher • Verdrahtungstester • Tester für mehradrige Leitungen • Logiktester • Autobatterie-Tester • Indikatoren • Stroboskop • Niederfrequenzmesser • Aussteuerungsanzeige • LED-Bargraph-Power-Indikator • Audio-Clipping-Indikator • Audio-Leistungsindikator • Auto-Bordspannungs-Indikator • Impulsfrequenz-Detektor • Logiktastkopf für CMO • Mobiltelefon-Detektor • IR-Fernsteuerungs-Tester • Wasser-Füllstandsanzeige • Zweibereichs-Stroboskop • Digitester • Isolationstester • Tastatur-Detektiv • Gewitter-Entfernungsmesser • Batterietester • Three-State-Indikator • Schalt-Indikator • Impuls-Fühler • Logiktester • Tendenz-Indikator • Polaritätsanzeige • Spannungsindikator • Bipolare Pegelanzeige • Batterietest • Tester für hohe Spannungen • LED als Fotodiode • In-Circuit-Transistortester • Tester für die Kfz-Elektronik • Universaltester • Kfz-Ladekontrolle • Übersteuerungsanzeige • NF-Frequenzanalysator • Spannungsdetektor • CPU-Lüfterüberwachung • Dimmerschaltungen • Lichtspiel-Schaltung • Hypnotisierende LED-Spirale • Münzen-Flipper • Elektronisches Roulette • Elektronisches Glücksrad • Reaktionszeit-Tester • Maus im Labyrinth • Orakel • Geschicklichkeitsspiel • Taschenflipper „Good Luck“ • Kaffeethermometer • Müdigkeitstester • LED-Spiel • Fernbedienungs-Blockierer • Regenbogen mit 13 LEDs • Quiz-Timer • LED als Stabilisierungsdiode • Count-Down-Schaltung • Berührungssensor • LED-Betrieb an 1,5 V • Einparkhilfe auf IR-Basis • Fünf bis acht LEDs an 1,5 V • u.s.w Besuchen Sie uns im Internet www.franzis.de re d n S o gabe aus 5 € 29,9 Diese neue Schaltungssammlung enthält Schaltungen aus folgenden Bereichen: LEDs, LCDs und Lasertechnik 15:14 Uhr FRANZIS 25.02.2010 Schaltungssammlung 4277-6 U1+U4 Sichla FRANZIS ELEKTRONIK fang • 360 Seiten Um e Schaltungen • Über 350 neu ungen ne und Zeichn lä p lt a ch S 0 0 4 • nik h in der Elektro • Unentbehrlic Frank Sichla Schaltungssammlung LEDs, LCDs und Lasertechnik Über 350 erprobte Schaltungen für Labor, Entwicklung, Anwendung und Ausbildung • Blitzer-/Flasher/Pulser-Schaltungen • Lauflicht- und Leuchtbalken / LeuchtbandSchaltungen • Farbwechsler-Schaltungen • Schaltungen für Blink- und Dual-LEDs • Mess-, Prüf- und Indikatorschaltungen • Dimmerschaltungen • Schaltungen aus der Allgemeinelektronik • Schaltungen mit Siebensegment-Anzeigen • Schaltungen mit LCD-Punktanzeigen • Schaltungen mit Grafik-LCDs • Schaltungen mit Laserdioden 5 Vorwort Jeder kennt sie, die Leucht- oder Lumineszenzdioden (auf Englisch: Light Emitting Diodes, LEDs, Licht emittierende Dioden). Sie sind überall in der modernen Elektronik anzutreffen und für Anzeigezwecke unentbehrlich. Durch beständige Entwicklungsarbeit wurde die Lichtausbeute kontinuierlich erhöht und Weißlicht möglich gemacht, sodass das elektronische Leuchtmittel LED gerade dabei ist, die Lichtbranche zu revolutionieren. Bevor die Hochleistungs-Lumineszenzdioden kamen, gab es interessante Neuigkeiten aus dem Bereich der kleinen LEDs. Diese zeigten sich auch als Dual-LEDs (ZweifarbLEDs), kamen mit einer integrierten Blinkerschaltung daher oder begannen endlich, auch blau zu leuchten. Damit war die Basis für die weiße LED geschaffen. Seit kurzer Zeit sind Leuchtdioden, auf organischer Basis hergestellt, in Displays anzutreffen, welche keine Hintergrundbeleuchtung benötigen. So präsentierte ein führender Messgerätehersteller vor Kurzem das weltweit erste Handmultimeter mit OLEDDisplay. Und Physikern ist es Anfang 2009 gelungen, die Lichtausbeute der OLEDs so zu steigern, dass sie die von Leuchtstoffröhren übertrifft. Auch die LCD-Anzeigen (Liquid-Crystal Display, Flüssigkeitskristall-Bildschirm) haben in den letzten Jahren – insbesondere durch die Entwicklung von Flachbildschirmen – einen enormen Aufschwung erlebt. Hier dominiert jetzt die Punktmatrix, und man hat die Wahl zwischen konventionellen Ausführungen (grün) und solchen mit weißen Zeichen auf blauem Grund (mit Hintergrundbeleuchtung). LCDs finden Verwendung in vielen elektronischen Geräten der Unterhaltungselektronik, aber auch in Messgeräten, Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern. Head-up-Displays und Videoprojektoren arbeiten mit dieser Technik. Hier drei konkrete Beispiele dafür, dass auch die LCD-Entwicklung noch in Schwung ist: Die EA-eDIP-Serie vereinigt diverse Grafik-LCDs mit integrierter Intelligenz. Neben acht eingebauten Schriften bietet sie eine ganze Reihe ausgefeilter Grafikfunktionen. Die Ansteuerung erfolgt über eine RS-232-, SPI- oder I2C-Schnittstelle. Die Programmierung erfolgt mit hochspracheähnlichen Grafikbefehlen. Die zeitraubende Programmierung von Zeichensätzen und Grafikroutinen erntfällt völlig. Das Zero-Power-LCD zeigt, was in letzter Zeit bei diesen Bildschirmanzeigen möglich wurde. Es beruht auf einer bistabilen Flüssigkristalltechnik, die ein Bild auch ohne eine angelegte Spannung halten kann. Solche Displays eignen sich hervorragend für batteriebetriebene, tragbare Geräte, die keine große Bildwiederholfrequenz benötigen. 6 Vorwort Dank ihrer Reflexionseigenschaften ermöglicht diese Technologie breite Sichtwinkel, hohe Helligkeits- und Kontrastwerte sowie gute Lesbarkeit bei Sonnenlicht. Die -Familie von Microchip vereint neue 8-Bit-Mikrocontroller zur direkten LCD-Ansteuerung. Sie sind die ersten 8-Bit-Controller in Nanowatt-Technologie, die über Echtzeituhr und Kalender sowie eine Schaltung zur Ladezeitmessung verfügen. Die softwaregesteuerte Kontrastregelung des integrierten LCD-Moduls passt den Bildschirm an die unterschiedlichen Licht- oder Temperaturverhältnisse an, und die Nanowatt-Technologie sorgt für einen geringen Leistungsbedarf. Ständige Weiterentwicklungen gibt es auch in der Lasertechnologie. Heute ist der Laser zu einem bedeutenden Instrument der Industrie, Kommunikation, Wissenschaft und Unterhaltungselektronik geworden. Die kleinen Laserdioden sind heute schon die mit Abstand am häufigsten benutzten Laserbauelemente und schicken sich an, die Lasertechnik und ihre möglichen Einsatzgebiete genauso zu revolutionieren wie einst die Transistoren die Elektronik. Die Vorteile von Laserdioden sind Kompaktheit, geringe Herstellungskosten, guter Wirkungsgrad und einfache Stromversorgung sowie einfache Modulierbarkeit. All diese Bauelemente werden auch in Zukunft ständig weiterentwickelt. Weniger spektakulär als die Kreation völlig neuer Varianten verläuft die Verbesserung der Wirkungsgrade und der Darstellungsmöglichkeiten. Auch die Preise werden immer attraktiver, obwohl sie zum Teil schon verblüffend niedrig sind. Nicht nur der Entwicklungsingenieur ist an einer Schaltungssammlung bewährter und moderner optoelektronischer Lösungen mit LEDs, Displays sowie Laserdioden interessiert, um Zeit zu sparen. Auch den Hobbyelektroniker interessieren solche Schaltungen besonders, da sie sich ideal für den Einstieg in die Elektronik eignen. Deshalb hat der Autor neben aktuellen professionellen auch bewährte einfache Schaltungen aufgenommen und einen großen allgemeinen Praxisteil hinzugefügt. Ing. Frank Sichla 7 Inhaltsverzeichnis Teil A: Schaltungen mit Leuchtdioden (LEDs) und Siebensegment-Anzeigen.17 1 Begriffe, Definitionen und technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1 Strahlungsphysikalische und lichttechnische Größen . . . . . . . . . . . . . 1.2 Der Lichtstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Die Lichtstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Die Lichtstärke-Verteilungskurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Die Beleuchtungsstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Die Belichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7 Die Leuchtdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8 Der Halbstreuwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9 Vorwiderstandsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.10 LED-Flussspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11 Beleuchtungsstärke-Umrechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.12 Anschlusslage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.13 Sicherheitshinweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 19 19 20 20 20 20 20 21 21 22 23 24 2 Blinkerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.1 Einfacher Blinker mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Wechselblinker mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Wechselblinker mit CMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 CMOS-Wechselblinker mit zwei LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 CMOS-Blinker als Auswerteschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 „Ruhiger“ Blinker mit Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Wechselblinker für Jumbo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Dämmerungsblinker mit superhellen LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Alarmblinker mit „Zwischenspurt“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10 Acht LEDs blinken scheinbar zufällig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.11 Wechselblinker mit 2 x 20 LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12 Helligkeit schwillt an und ab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13 Helligkeitsabhängiger Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.14 Blinkender Weihnachtsstern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15 Blinker mit Zweipol-Oszillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 26 26 27 28 28 29 30 30 31 32 33 33 34 35 3 Blitzer/Flasher/Pulser-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.1 Einstellbarer Blitzer mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2 Blitzer mit komplementären Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 8 Inhaltsverzeichnis 3.3 Wechselblitzer mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Doppel-Blitzlicht für Modellfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Marathon-Blitzlicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6 1,5-V-Blitzer mit vier Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7 Blitzer mit drei Jahren Batterielebensdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8 Blitzer mit Taktgenerator und CMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9 Blitzer mit drei Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.10 Blitzer mit Unijunction-Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.11 Dualer 1,5-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.12 Sicherheits-Blitzer für Radfahrer oder Jogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.13 Flackerschaltung (Feuer-Imitation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.14 Wechsel-Flasher mit 1,5 V Betriebsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.15 Sehr heller 3-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.16 Mini-Blitzer mit Druckschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.17 Sicherheits-Blinker für Personen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.18 Leuchtturm-Signalgeber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.19 3-V-Transistor-Flasher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.20 1,5-V-Flasher mit CMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.21 1,5-V-Flasher mit CMOS-IC und FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.22 Ultra-stromarmer 3-V-Blitzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.23 Programmierbarer Flasher in zwei Varianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.24 Der einfachste Blitzer der Welt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.25 Alarmanlagen-Simulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.26 1,5-V-Flasher für weiße LED mit Low-Voltage-Gatter . . . . . . . . . . . . . . . 3.27 Schneller, portabler Pulser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.28 1,5-V-Flasher für weiße LED mit fünf Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . 3.29 Drei-LED-Flasher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.30 Blitzlicht mit dem TPS61054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 39 40 41 42 43 43 44 45 45 47 48 48 49 50 51 53 53 54 55 56 57 58 59 59 60 61 61 4 Lauflicht- und Leuchtbalken/Leuchtband-Schaltungen . . . . . . . . . . . 63 4.1 Einfachstes Lauflicht der Welt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Lauflicht mit vier LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Leistungsfähige Wechsellichtband-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Knight-Rider-Lauflicht für 5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Knight-Rider-Lauflicht für 8...16 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Knight-Rider-Lauflicht mit CMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Knight-Rider-Lauflicht mit Schweif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Lauflicht mit einem Ringzähler 4017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9 Lauflicht mit kaskadierten Zählern 4017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10 Lauflicht mit kaskadierten Schieberegistern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.11 Lauflicht mit Transistor-Monoflops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.12 Mini-Lauflicht mit CMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.13 Hin- und Her-Lauflicht mit Schweif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.14 Duale Lichtbandsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 64 65 66 67 68 69 71 71 72 73 74 75 75 Inhaltsverzeichnis 4.15 Lichtband mit Blinkeffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.16 Intelligentes Blinklicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.17 Blitzlauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.18 Doppellauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.19 Mikroprozessor zaubert LED-Muster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.20 Einfaches Knight-Rider-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.21 Stern aus Laufbändern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.22 Inkrementelles Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.23 555-Lauflicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 77 77 79 80 81 81 82 83 85 5 Farbwechsler-Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.1 Umschaltender Wechsler mit sieben Farben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Einstellbarer RGB-Farbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Farbwechsler mit Vierfach-Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Farbwechsler ohne Pause . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Fading-Farbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Langsam laufender Farbwechsler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7 Fading-Farbwechsler mit TTL-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.8 Ökonomomische Farbenerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9 Farbwechsel-Display mit Duo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.10 Regenbogen-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.11 LED-Farbregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 87 88 89 90 90 90 93 94 94 96 6 Schaltungen mit Blink- und Dual-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.1 Pegelindikator mit Dual-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 6.2 Lauflicht mit Blink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 6.3 Blink-LED lässt Einfach-LEDs mitblinken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 6.4 Kleines Lichtspiel mit Blink-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 6.5 Operationsverstärker steuert Blink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 6.6 Blink-LED am TTL-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 6.7 CMOS-IC steuert Blink-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 6.8 Blink-LED an über 5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 6.9 Anzeigeschaltung mit zwei Dual-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 6.10 Einfacher Impulsindikator mit Dual-LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6.11 Dual-LED an Netzspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 6.12 Ein Bauelement – vier Farben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 6.13 Magische Lichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 6.14 Tester für Audioleitungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 6.15 Optischer Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 6.16 Steuerschaltung für 16-mm-Duo-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 6.17 Interessanter Wechselblinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.18 Blinkender Farbwechsler mit Doppeltimer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.19 Duo-LED am einpoligen Mikroprozessor-Ausgang . . . . . . . . . . . . . . . 111 6.20 Temperatur-Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 10 Inhaltsverzeichnis 6.21 Übertemperatur-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 6.22 Programmierbare LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 7 Mess-, Prüf- und Indikatorschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 7.1 Anzeige für Gleich- und Wechselspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 7.2 Balkenanzeige mit Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 7.3 Einfacher Spannungsprüfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7.4 Einfache Spannungsüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7.5 Versorgungsspannungs-Überwachung mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . 118 7.6 Überwachung eines 12-V-Akkus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 7.7 VU-Meter mit acht LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 7.8 Leitungssucher mit Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 7.9 Mini-Leitungssucher mit CMOS-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 7.10 Vielseitiger Verdrahtungstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 7.11 Tester für mehradrige Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 7.12 Logiktester mit Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 7.13 Logiktester mit CMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 7.14 Autobatterie-Tester mit Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 7.15 Indikatoren mit LED-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 7.16 Einfaches Stroboskop mit Timer 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 7.17 Stroboskop mit CMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 7.18 Niederfrequenzmesser mit LED-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 7.19 Aussteuerungsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 7.20 Detektor für Nanosekunden-Impulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 7.21 Passiver LED-Bargraph-Power-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 7.22 Audio-Clipping-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 7.23 Dreistufiger Audio-Leistungsindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 7.24 Alarm bei zu hoher Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 7.25 Auto-Bordspannungs-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 7.26 Test und Anschlussermittlung von Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 7.27 Indikation einer Frequenzdifferenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 7.28 Impuls-Überwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 7.29 Impulsfrequenz-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 7.30 Logiktastkopf für CMOS und TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 7.31 Mobiltelefon-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 7.32 IR-Fernsteuerungs-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7.33 Wasser-Füllstandsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7.34 Zweibereichs-Stroboskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7.35 Digitester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7.36 Isolationstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.37 Tastatur-Detektiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 7.38 Gewitter-Entfernungsmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 7.39 Schonender Batterietester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 7.40 Three-State-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Inhaltsverzeichnis 11 7.41 Schalt-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 7.42 Impuls-Fühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 7.43 Logiktester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 7.44 Tendenz-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 7.45 Polaritätsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 7.46 Spannungsindikator mit fünf LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 7.47 Bipolare Pegelanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 7.48 Batterietest ohne Voltmeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 7.49 Low-Bat-Indikator mit Shut-Down-Möglichkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 7.50 Hocheffizienter Low-Bat-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 7.51 Tester für hohe Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 7.52 Oszilloskop für Demonstrationszwecke mit 100 LEDs . . . . . . . . . . . . 167 7.53 LED als Fotodiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7.54 Bargraph-Anzeige am Mikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 7.55 In-Circuit-Transistortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 7.56 Tester für die Kfz-Elektrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.57 Wasserindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.58 LED-VU-Meter ohne Spezial-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 7.59 Universaltester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7.60 Kfz-Ladekontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 7.61 Nachleuchtende Übersteuerungsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.62 NF-Frequenzanalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.63 Dreistufiger Spannungsdetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 7.64 CPU-Lüfterüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 8 Dimmerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 8.1 Komplementäre Fading-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Drei-LED-Wechseldimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3 Fade-in/out-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4 Digital steuerbarer LED-Dimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5 Logarithmischer digitaler Dimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6 DAC steuert Dimmer-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.7 Kopfhörerverstärker steuert Dimmer-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.8 Lineare Helligkeitseinstellung in 64 Schritten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.9 Dimmer mit Transistoren und Operationsverstärkern . . . . . . . . . . . . . 8.10 Effizienter LED-Betrieb an Schaltregler-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 181 182 182 184 184 186 186 187 189 9 Schaltungen für Spiel, Spaß und Unterhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 190 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 Tanzende LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lichtspiel-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hypnotisierende LED-Spirale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Münzen-Flipper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronisches Roulette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronisches Glücksrad mit akustischem Effekt . . . . . . . . . . . . . . . 190 191 192 194 194 196 12 Inhaltsverzeichnis 9.7 9.8 9.9 9.10 9.11 9.12 9.13 9.14 9.15 9.16 9.17 9.18 9.19 9.20 9.21 9.22 Reaktionszeit-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Maus im Labyrinth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Orakel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Geschicklichkeitsspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Taschenflipper „Good Luck“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Kaffeethermometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Müdigkeitstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 LED-Spiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Launische LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Laufender Pfeil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Münzwurf-Imitation mit Berührungssensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Tanzende Lichter mit Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Fernbedienungs-Blockierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 „Erster!“-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Regenbogen mit 13 LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Quiz-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 10 Schaltungen aus der Allgemeinelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 10.1 LED als Stabilisierungsdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 10.2 LED-Spannungswandler mit PR4401/4402 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 10.3 Automatisches Nachtlicht mit MOSFETs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 10.4 Count-Down-Schaltung mit neun LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 10.5 Berührungssensor mit zwei Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 10.6 Berührungssensor mit Tondecorder-IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 10.7 LED-Betrieb an 1,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 10.8 Einparkhilfe auf IR-Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 10.9 Fünf bis acht LEDs an 1,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 10.10 Leistungsfähige Konstantstromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 10.11 Cluster für 24 LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 10.12 Sich aufbauender LED-Pfeil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 10.13 LED-Lampe mit Tast-Flipflop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 10.14 Weiße LED an 1,5 V mit drei Bauteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 10.15 Weiße LED an 3 V ohne Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.16 Weiße LED an 1,5 V ohne Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.17 Präzise LED-Ansteuerschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 10.18 LED mit großem Versorgungsspannungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . 227 10.19 Zeitschalter mit Count-Down-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 10.20 Elektronischer Tastensatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 10.21 Fensterkomparator mit drei LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 10.22 LED-Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 10.23 Unterbrechender Umschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 10.24 LED-Zeiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 10.25 Eier-Timer mit blitzender LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 10.26 Konstantstromquelle für Low-Current-LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Inhaltsverzeichnis 13 10.27 30-Sekunden-Einschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 10.28 Schubladen-Überwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 10.29 Verzögerte Einschaltung mit Count-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 10.30 Automatisches Nachtlicht mit CMOS-Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 10.31 Sich aufbauender Schriftzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 10.32 Versorgung mehrerer LEDs durch Aufwärtswandler . . . . . . . . . . . . . 238 10.33 LED-Array-Ansteuerung durch FET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 10.34 Weiße LED an 1,5 V mit improvisiertem Trafo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 10.35 Blaue LED an 3 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 10.36 Effizienter LED-Betrieb mit Buck-Konverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 10.37 Weiße LED an 1,2 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 10.38 20 bis 30 LEDs in Reihe an 4,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 10.39 Buzzer lässt weiße LED leuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 10.40 High-Power-LED-Betrieb mit MAX1685 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 10.41 High-Power-LED-Betrieb mit LM3404(HV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.42 Weiße LEDs an Spannungen ab 1,8 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 10.43 LED-Betrieb mit hoher Effizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 10.44 Drei weiße LEDs an 3 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 10.45 Weiße LED effizient an 2,7...16,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 10.46 Zehn weiße LEDs an 12 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 10.47 20 LEDs an fünf Mikroprozessor-Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 10.48 Netzbetrieb von High-Power-LEDs über Treiber-IC . . . . . . . . . . . . . . 249 10.49 LED in Doppelfunktion als Foto- und Leuchtdiode . . . . . . . . . . . . . . 250 10.50 Geschaltete leuchtende Schrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 10.51 Sieben weiße LEDs an 3...6 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 10.52 Portabler Betrieb von mindestens acht weißen LEDs . . . . . . . . . . . . 253 10.53 Treiber-ICs für weiße LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 10.54 High-Side-Stromfühler sorgt für konstanten LED-Strom . . . . . . . . . . 255 10.55 Pseudo-Code-Schloss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 10.56 Metronom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 10.57 LED mit variabler Betriebsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 10.58 Vier, sechs oder acht LEDs am TPS61042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 10.59 Vier weiße LEDs an 2,7 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 10.60 Acht weiße LEDs an 3 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 11 Schaltungen mit Siebensegment-Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 Testschaltung für Siebensegment-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Würfel mit drei TTL-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Würfel mit vier CMOS-ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vierstellige LED-Anzeige an Zeitgeber-Baustein . . . . . . . . . . . . . . . . Neunkanalschalter mit Zifferanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einfacher „Hallo“-Blinker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vor- und/oder Rückwärtszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abgastester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 263 263 264 265 267 267 269 14 Inhaltsverzeichnis 11.9 Zehn-Stufen-Lautstärkeeinsteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 11.10 Tester für Gatterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 11.11 Punktezähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 11.12 High-Low-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 11.13 Vielseitiger Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11.14 Ein Leuchtsegment fährt Karussell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11.15 Punktesammeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 11.16 Kontaktloser Netzspannungsindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 11.17 Just-a-Minute-Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 11.18 Zähler von 00 bis 99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 11.19 PC-basiertes Siebensegment-Rolling-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 11.20 Tagezähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.21 Universelles Zählmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 11.22 Standard-Voltmeter mit ICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 11.23 Multiplexbetrieb mit Mikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 11.24 Einfache Digitaluhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 11.25 Pegel- und Flankenindikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Teil B: Schaltungen mit Liquid-Crystal Displays (LCDs) . . . . . . . . . . . . . 289 1 LCDs in Frage und Antwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 Wie funktioniert ein LCD im Prinzip? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie ist ein LCD aufgebaut? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie verhindert man das Zersetzen der Flüssigkeit? . . . . . . . . . . . . . Welche Grundtypen gibt es? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was zeichnet ein Textdisplay aus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie kennzeichnet man Textdisplays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was ist ein Grafikdisplay? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie erfolgt die LCD-Ansteuerung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was bedeutet Multiplexbetrieb? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie wird die Ansteuerung bewerkstelligt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welche Vorteile hat ein On-Board Controller? . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was bedeutet Positiv- und Negativmodus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was ist bei LCDs mit Hintergrundbeleuchtung zu beachten? . . . . . . Gibt es verschiedene Hintergrundbeleuchtungs-Methoden? . . . . . Welchen Vorteil haben einfache Displays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was versteht man unter einem Passiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . . Was versteht man unter einem Aktiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . . . Welche Vorteile bietet ein Aktiv-Matrix-Display? . . . . . . . . . . . . . . . Wie verhalten sich Pixel-Anzahl und Diagonale zueinander? . . . . . Was sind STN-Displays? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was ist ein Zero-Power-LCD? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welche preiswerten LCD-Typen sind derzeit am Markt? . . . . . . . . . . Welche sind die wichtigsten Meilensteine der LCD-Entwicklung? . . 291 291 291 291 292 292 292 292 292 293 293 293 293 293 294 294 294 295 295 295 295 296 296 Inhaltsverzeichnis 15 2 Schaltungen mit Siebensegment-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 2.1 Grundschaltung für die Ansteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Ansteuerung mit Decoder-IC 4543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Ansteuerung mit Decoder-ICs 4054, 4055 und 4056 . . . . . . . . . . . 2.4 Einfache Zählerschaltung bis 99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Standard-Voltmeter mit ICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Logarithmisches Voltmeter mit ICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Druckmesser mit ICL7106 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Frequenzesser 0...20 kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Interface für vierstelliges Siebensegment-LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10 Dreistelliger Ultra-Low-Power-Indikator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.11 LCD-Stoppuhr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 298 300 302 303 304 304 306 306 307 308 3 Schaltungen mit LCD-Punktanzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 3.1 Standardbeschaltung zur Kontrasteinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Einfaches LCD-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Serielles Interface für 2x16-Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 RS-232-zu-LCD-Konverter mit automatischem Zeilenumbruch . . . . . 3.5 LCD-Anzeige am COM-Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6 RC5-Fernbedienungstester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7 Füllstandsmessung mit LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8 Füllstandsanzeige-LCD-Modul mit vielen Möglichkeiten . . . . . . . . . . 3.9 Kapazitätsmessung mit LCD & PIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.10 USB-LCD-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.11 Steuerschaltung für Hintergrundbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.12 LCD-Testboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.13 USB-LCD-Interface mit CH341A-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 312 312 314 314 316 316 317 318 319 321 321 322 4 Schaltungen mit Grafik-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Grundlagen der Ansteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ansteuerung eines Notebook-LCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grafik-LCD-Betrieb über USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ansteuerung von Grafik-LCDs ohne Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . Signalformdarstellung auf einfache Weise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 324 326 327 328 Teil C: Schaltungen mit Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 1 Lasertechnik in Frage und Antwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Was bedeutet der Begriff Laser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Was versteht man unter stimulierter Emission? . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie wird die stimulierte Emission herbeigeführt? . . . . . . . . . . . . . . . Welche Stoffe eignen sich als Medium? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie kommt die Lichtverstärkung zustande? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wie erfolgt die Abstrahlung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 331 331 331 331 332 16 Inhaltsverzeichnis 1.7 Geht es auch ohne Resonator? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8 Welche Wellenbereiche sind möglich? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9 Was unterscheidet Laserquellen von klassischen Lichtquellen? . . . . 1.10 Was bedeutet Kohärenz? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.11 Was bestimmt die Strahleigenschaften des Lasers? . . . . . . . . . . . . . 1.12 Was ist ein CW Laser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.13 Wie funktioniert die Laserdiode? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.14 Wie unterscheiden sich Laserdioden von LEDs? . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.15 Warum sind Laserdioden so klein? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.16 Wie erfolgt das Pumpen bei Laserdioden? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.17 Was sollte der Praktiker bei Laserdioden beachten? . . . . . . . . . . . . . 1.18 Wo werden Laser angewandt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.19 Welche Lichtleistungen werden erzielt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.20 Wie verlief die Entwicklung der Laser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.21 Wie gefährlich ist Laserstrahlung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 332 332 332 333 333 333 333 334 334 334 334 335 335 336 2 Schaltungen mit Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 2.1 Grundschaltung der Laserdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Leistungsregler für Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Laserdiodenbetrieb mit 1,5 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Experiment zur Nachrichtenübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Stromversorgung mit Konstantstromquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Schaltung zur Ausgangsleistungs-Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Impulsansteuerung für Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Treiber- und Überwachungsschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Treiber für vierpoligen Anschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10 Betrieb mit Treiber-IC AD9660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.11 20-MHz-Tester für VCSEL-Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12 0,5/5/50-MHz-Tester für GaAlAs-Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13 Leistungsregler mit digitalem Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.14 Einfaches Lasertelefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15 Einfacher Laserdiodentreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.16 Laserdiodentreiber mit geringer Betriebsspannung . . . . . . . . . . . . . . 337 338 340 340 341 342 342 343 343 343 346 347 348 349 351 351 Stichworte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Teil A: Schaltungen mit Leuchtdioden (LEDs) und SiebensegmentAnzeigen 19 1 Begriffe, Definitionen und technische Daten 1.1 Strahlungsphysikalische und lichttechnische Größen Man unterscheidet zwischen strahlungsphysikalischen Größen, die sich auf Strahlung beliebiger Wellenlänge beziehen, und lichttechnischen Größen, die das sichtbare Licht, bezogen auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, betreffen. Für den sichtbaren Bereich verwendet man zur Bewertung von Lichtstrom und Lichtstärke die fotometrischen Einheiten Lumen (lm) und Candela (cd). Diese bauen auf der Strahlungsbewertung durch das menschliche Auge auf. Für andere Wellenlängen werden strahlungsphysikalische Einheiten benutzt. Der strahlungsphysikalischen Größe Strahlungsfluss in Watt entspricht die lichttechnische Größe Lichtstrom in Lumen. Der Mensch sieht tagsüber am besten bei etwa 555 nm (gelb-grün). Nachts reagieren andere Rezeptoren des menschlichen Auges; diese sind im blauen Bereich am empfindlichsten. 1.2 Der Lichtstrom Als Lichtstrom bezeichnet man den von einer Lichtquelle abgegebenen Strahlungsfluss, wenn er nach der von der Internationalen Beleuchtungskommission(CIE) festgelegten spektralen Hellempfindlichkeit v(i) bewertet wird. Der Lichtstrom hat als Formelzeichen das griechische Phi und als Einheit Lumen (lm). Die Nennlichtströme von LEDs findet man in den Datenblättern. 1.3 Die Lichtstärke Der vom Leuchtmittel abgestrahlte Lichtstrom breitet sich in einem bestimmten Winkelbereich aus. Der Lichtstrom, dividiert durch diesen Raumwinkel, ergibt die Lichtstärke. Die Lichtstärke hat das Formelzeichen I und die Einheit Candela (cd). 20 1 Begriffe, Definitionen und technische Daten 1.4 Die Lichtstärke-Verteilungskurve Da die meisten Lichtquellen das Licht in verschiedene Richtungen unterschiedlich stark abstrahlen, muss zur vollständigen Beschreibung des Lichtfeldes die Lichtstärkeverteilung in alle Richtungen angegeben werden. Die Darstellung in einer Ebene (rotationssymmetrische Ausbreitung) oder in einem Polarkoordinatensystem wird als Lichtstärke-Verteilungskurve (LVK) bezeichnet. 1.5 Die Beleuchtungsstärke Der auf eine beliebig geneigte Fläche auftretende Lichtstrom, geteilt durch die Fläche, wird als Beleuchtungsstärke bezeichnet. Diese ist die Bewertungsgröße für das Beleuchtungsniveau. Die Beleuchtungsstärke hat das Formelzeichen E und die Einheit Lux (lx) und wird mittels sogenannter Isolux-Kurven dargestellt. 1.6 Die Belichtung Die Beleuchtungsstärke, bezogen auf die Zeit, wird als Belichtung bezeichnet. Die Belichtung hat das Formelzeichen H und die Einheit lx/s. Sie wird vor allem für fotografische und biologische Zwecke verwendet. 1.7 Die Leuchtdichte Die subjektiv für den Helligkeitseindruck maßgebliche Größe ist die Leuchtdichte. Sie ergibt sich aus dem gerichteten Lichtstrom, bezogen auf die senkrecht durchstrahlte Fläche des erfassten Raumwinkels. Die Leuchtdichte hat das Formelzeichen L und die Einheit cd/m2. 1.8 Der Halbstreuwinkel Bei Strahlern wird als lichttechnische Größe der Halbstreuwinkel angegeben. Dies ist der Winkel, bei dem die Lichtstärke des Strahlers auf die Hälfte der maximalen Lichtstärke zurückgegangen ist. 1.10 LED-Flussspannungen 21 Der Halbstreuwinkel hat als Formelzeichen den griechischem Buchstaben Alpha und als Einheit das Grad (°). 1.9 Vorwiderstandsberechnung Wird die LED nicht aus einer Stromquelle gespeist, dann ist ein Vorwiderstand R nötig, um den Strom I zu begrenzen. Je nach gewünschter Helligkeit wählt man diesen im Bereich 2...25 mA. Für den Vorwiderstand gilt folgende Formel: R = (UB –UF) / I R ... Vorwiderstand in kOhm UB ... Betriebsspannung in V UF ... Flussspannung in V I ... Strom in mA Die Flussspannung ist von der Farbe der LED abhängig und kann im Bereich von 1,6 bis 3,2 V liegen. Ist die Betriebsspannung deutlich größer, z. B. 9 V, kann man pauschal mit 2,4 V als Standardwert rechnen. Ein Strom von 2...5 mA ist nur bei Low-Current-LEDs sinnvoll. Berechnungsbeispiel: gegeben: UB = 12 V, I = 20 mA R = (12 V –2,4 V) / 20 mA = 0,48 kOhm Man setzt einen Widerstand von 470 Ohm / 5 % / 0,125 W ein. 1.10 LED-Flussspannungen Leuchtdioden gibt es in allen Spektralfarben, angefangen beim (unsichtbaren) Infrarot mit einer Wellenlänge um 1000 nm über Rot, Gelb, Grün hin bis zu Blau. Seit Kurzem gibt es auch LEDs, die im ultravioletten Spektrum jenseits von 400 nm strahlen. Die Flussspannung hängt von der Farbe ab: 22 1 Begriffe, Definitionen und technische Daten Farbe Halbleiter Wellenlänge Spannung rot GaAsP 660...700 nm 1,8 V rot InGaAlP 640...700 nm 1,8 V orange-rot GaP 620...635 nm 2,3 V orange GaAsP/GaP 605...610 nm 2,1 V orange InGaAlP 610...620 nm 2,2 V amber InGaAlP 595...605 nm 2 V gelb GaP 585...595 nm 2 V gelb-grün InGaAIP 585...570 nm 2,4 V gelb-grün GaP/GaP 565 nm 2,1 V grün GaAsP 555...575 nm 2 V türkis InGaN 495...505 nm 3,2 V blau SiC/GaN 460 nm 3,4 V blau SiC/GaN 465 nm 3,4 V blau SiC/GaN 470 nm 3,4 V pink - 440 nm 3,6 V ultraviolett GaN 400 nm 3,5 V warmweiß InGaN+Ph ganzes Spektrum/4000 K 3,6 V weiß InGaN+Ph ganzes Spektrum/6500 K 3,6V 1.11 Beleuchtungsstärke-Umrechnungen Für Lichtmesswerte gibt es mehrere Einheiten. Es ist daher sinnvoll, die Zusammenhänge zu kennen. Beleuchtungsstärke („Helligkeit“, messbar mit Luxmeter): 1 lx = 1 lm/m2 100 lux = 1,464 W/m2 Hinweis: Die Umrechnung in Watt ist nur für monochromatisches Licht bei etwa 555 nm Wellenlänge definiert. Bei anderen Wellenlängen ergeben sich abweichende Ergebnisse. 1.12 Anschlusslage 23 1000 lux = 92,9 fc (footcandle, gebräuchlich im amerikanischen Raum) Vom Lichtstrom zur Beleuchtungsstärke: E = Phi / 12,56 x (Abstand in m)2 Berechnungsbeispiel: gegeben: E = 20 lm, Abstand = 3 m E = 20 lm / 12,56 x 9 m2 = 0,177 lm/m2 = 0,177 lx Das Umrechnen der Einheiten Candela, Lumen und Lux in Abhängigkeit vom Strahlungswinkel und von der Entfernung wird beispielsweise in der Online-Enzyklopädie Wikipedia erläutert. Dabei gilt folgender allgemeine Grundsatz: Eine punktförmige Lichtquelle mit der Lichtstärke X Candela erzeugt auf einer senkrecht beleuchteten Fläche im Abstand von einem Meter genau X Lux. 1.12 Anschlusslage Die Anschlusslage im Schaltbild ist so, dass der Pfeil (das Dreieck) im Schaltbild in Durchlassrichtung in die technische Stromrichtung zeigt. Da das Dreieck Ähnlichkeit mit dem Buchstaben A hat, kann man sich diesen Anschluss als Anode gut merken (Abb. 1.1). Bei den bedrahteten LEDs haben die Anschlüsse unterschiedliche Längen. Der kürzere Anschluss ist immer die Kathode (Abb. 1.2) – auch hier gibt es also eine „Eselsbrücke“ über den Buchstaben K. Abb. 1.1 Abb. 1.2 24 1 Begriffe, Definitionen und technische Daten 1.13 Sicherheitshinweis In letzter Zeit stehen besonders leuchtstarke LEDs zur Verfügung. Ab einer Leuchtkraft von 100 mcd sollte man niemals direkt auf die Leuchtdiode schauen, auch nicht kurzzeitig. Sonst besteht die Gefahr der Netzhautschädigung. Solche starken LEDs sind nicht als Kinderspielzeug geeignet. 25 2 Blinkerschaltungen Blinker sind typische Einsteigerprojekte: Mit geringem Aufwand und hoher Nachbausicherheit wird ein eindrucksvoller (optischer) Effekt erzeugt. Außerdem eignen sich diese Schaltungen gut, um Erfahrungen beim Dimensionieren zu sammeln. Anhand der Helligkeit und des Schaltverhaltens kann man sofort die Änderung im „Benehmen“ der Schaltung erkennen, ein Messgerät ist zunächst nicht erforderlich. Da billige Elektrolytkondensatoren Toleranzen von –20 % bis +100 % haben können, sind damit entsprechende Abweichungen bei der Frequenz möglich. 2.1 Einfacher Blinker mit Timer 555 Die Schaltung nach Abb. 2.1 weist keine Besonderheiten auf. Die Gleichheit von R1 und R2 führt allerdings zu einem Impuls-Pause-Verhältnis, das stark von 1 abweicht. Sollen Ein- und Ausschaltzeit etwa gleich sein, so wählt man R2 mit 100 kOhm und C1 mit 10 µF. Das Tastverhältnis (Einschaltzeit / Periodendauer) liegt dann entsprechend bei 0,5. Bei 9 V Betriebsspannung fließen durch die LED etwa 40 mA. Bei 4,5 V Betriebsspannung geht der LED-Strom auf etwa 10 mA zurück; das Schaltverhalten bleibt gleich. Eine weitere mögliche Änderung ist die Verwendung eines Einstellwiderstands mit Vorwiderstand für R2. Dann lässt sich die Blinkfrequenz einstellen. Abb. 2.1: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 26 2 Blinkerschaltungen 2.2 Wechselblinker mit Timer 555 Die Schaltung nach Abb. 2.2 wirkt gegenüber der eben gezeigten nur größer, weil das Innenleben des Timers (Blockaufbau) mit dargestellt ist. Beschaltet ist der Timer als Standard-Multivibrator mit einem Tastverhältnis von praktisch 0,5. Da der Ausgang jedoch relativ hohe Ströme sowohl liefern (treiben) als auch aufnehmen kann, ist ein Wechselblinker mit dem Timer kein Problem. Abwechselnd blinken die LEDs praktisch mit je folgender Zeit: Einschaltzeit in ms = 0,7 x Ct x R2 Einschaltzeit in ms = 0,7 x 4,7 µF x 220 kOhm = 724 ms Abb. 2.2: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 2.3 Wechselblinker mit CMOS-IC Standard-CMOS-Gatter können bei 5 V Betriebsspannung mindestens 5 mA liefern bzw. aufnehmen. Daher lassen sich insbesondere Low-Current-LEDs direkt daran betreiben. Abb. 2.3 schlägt Möglichkeiten vor. Da ein solches Gatter invertiert, leuchten LED1 und 4 sowie LED2 und 3 gemeinsam. Man kann übrigens CMOS-Gatter des gleichen Schaltkreises parallel schalten und somit den Ausgangsstrom verdoppeln oder verdreifachen. Im 4001 sind ja noch zwei Gatter frei, deren Eingänge bei Nichtbenutzung auf festes Potenzial (Betriebsspannung oder Masse) gehören. Der Elektrolytkondensator C2 bestimmt die Blinkfrequenz. Direkt an Pin 7 und 14 wird ein Abblockkondensator 10...100 nF gelötet. 2.4 CMOS-Wechselblinker mit zwei LEDs 27 Abb. 2.3: Quelle: Hands-on Electronics 2.4 CMOS-Wechselblinker mit zwei LEDs In der Schaltung nach Abb. 2.4 werden Inverter eingesetzt. Man kann einen entsprechenden CMOS- oder TTL-Schaltkreis nutzen. Bei CMOS sind die Eingänge nicht benutzter Gatter auf Betriebsspannungs- oder Massepotenzial zu legen. Ein Abblockkondensator über den Betriebsspannungs-Anschlüssen sollte nicht fehlen. Bei dieser Multivibratorschaltung entsprechen Ein- und Ausschaltzeit etwa der Zeitkonstante aus R und C. Die Rechnung 10 MOhm x 0,1 µF ergibt eine Sekunde. Die Schaltung blinkt also wechselseitig mit etwa 0,5 Hz. Abb. 2.4 28 2 Blinkerschaltungen 2.5 CMOS-Blinker als Auswerteschaltung Da CMOS-ICs in einem weiten Betriebsspannungsbereich arbeiten, verwendet man sie gern bei Zusatzschaltungen. Diese lassen sich meist problemlos von der eigentlichen Schaltung mitversorgen. Ein Beispiel zeigt Abb. 2.5. Es handelt sich um einen „intelligenten“ optischen Signalgeber. Der Zustand der LED hängt von den an den Eingängen A1 und A2 herrschenden logischen Zuständen ab: A1 L H L H A2 L L H H LED leuchtet leuchtet aus blinkt Der Transistor ist völlig unkritisch. Auch hier bitte einen Abblockkondensator nicht vergessen. Die Betriebsspannung kann höher als 4,5 V sein, dann aber bitte R3 entsprechend erhöhen! Abb. 2.5 2.6 „Ruhiger“ Blinker mit Transistor Die Ausgangsspannung der Phasenkette im Rückkopplungszweig der Schaltung nach Abb. 2.6 ist bei einer Phasendrehung von 180° auf 3,4 % abgefallen, sodass der Transistor mit mindestens etwa 30 verstärken muss. Dann ist die Schwingbedingung erfüllt. Mit R1 lässt sich der Arbeitspunkt so einstellen, dass die Schaltung sicher anschwingt. Wegen der niedrigen Frequenz muss bei dieser Justage der Schleifer sehr langsam bewegt werden. Wegen der „ruhigen“ LED-Betriebsart eignet sich die Schaltung vorteilhaft zur Anzeige normaler Betriebszustände (grüne LED). 2.7 Wechselblinker für Jumbo-LEDs 29 Abb. 2.6 2.7 Wechselblinker für Jumbo-LEDs Jumbo-LEDs nennt man salopp besonders große LEDs mit typischerweise 16 mm Durchmesser. Klar, dass hier auch ein besonders großer Strom sinnvoll ist, um die mögliche Lichtleistung voll auszuschöpfen. Muss man deshalb einen Transistor einsetzen? Nein, man kommt mit einem CMOS-IC aus, wenn man die stromergiebigste Variante einsetzt (500 mW Verlustleistung). Und da kommt nicht nur der angegebene Typ in Frage, sondern auch viele weitere Spezifikationen (CJ, MD, MJ, UBD, UBP, UBCL oder UBCP). Der CMOS-Analogumschalter 4007 wird vom Taktgenerator U175 oder einem beliebigen anderen Taktgenerator (z. B. auf Basis von CMOS-Gattern oder mit dem CMOSTimer 7555) angesteuert. Der Widerstand von 47 Ohm bestimmt den LED-Strom. Da immer eine LED leuchtet, ist er praktisch konstant und liegt bei 12 V Betriebsspannung bei 25 mA. Abb. 2.7 30 2 Blinkerschaltungen 2.8 Dämmerungsblinker mit superhellen LEDs Dank der hohen Betriebsspannung für die Schaltung in Abb. 2.8 können mehrere LEDs in Reihe betrieben werden. Für den angegebenen Verwendungszweck sollte man superhelle Ausführungen einsetzen. Diese liefern bei 20 mA beispielsweise 3 cd Lichtleistung. Während der Ruhestrom der Schaltung bei 600 µA liegt, erreicht der Strom durch die LEDs im Blinkbetrieb 30 mA. Den Fotowiderstand muss man so anordnen, dass sowohl das Licht der Umgebung als auch das Licht der LEDs auf ihn fallen kann, denn nur so ergibt sich ein Blinkeffekt. Mit dem 1-MOhm-Einstellwiderstand kann man das Tastverhältnis so verkleinern, dass praktisch Blitzerbetrieb vorliegt. Der CMOS-IC 4050 enthält sechs nichtinvertierende Gatter. Bei 10 V Betriebsspannung kann jedes Gatter typischerweise 3,6 mA liefern (Ausgang H) und 12 mA aufnehmen (Ausgang L). Damit wird klar, dass die LEDs nur gegen die Betriebsspannung betrieben werden können. Abb. 2.8 2.9 Alarmblinker mit „Zwischenspurt“ Diese Alarmschaltung koppelt ein akustisches und ein optisches Signal. Der Rhythmus des Aufleuchtens der LED ist recht ungewöhnlich. Exakt dadurch wird aber höchste Auffälligkeit erreicht. 2.10 Acht LEDs blinken scheinbar zufällig 31 Die LED blinkt zunächst dreimal normal und sendet dann eine kurze Serie greller Blitze aus. Es ist klar, dass für höchste Wirkung besonders helle LEDs eingesetzt werden müssen. Sie können um 270° in der Horizontalen versetzt werden. Für sichere Funktion erhalten die CMOS-ICs Abblockkondensatoren. Abb. 2.9 2.10 Acht LEDs blinken scheinbar zufällig Die Schaltung in Abb. 2.10 wird verständlich, wenn man weiß, dass der CMOS-Baustein 4028 im BCD-Code ausgibt. Im Großen und Ganzen baut sich das Licht daher von den niedrigwertigen Ausgängen zu den höherwertigen Ausgängen hin auf. Man sollte also die LEDs in der Anordnung gut mischen, damit der scheinbare Zufallseffekt optimal ausgeprägt wird. Man kann die Schaltung auch zweimal aufbauen und einen Timer langsam, den anderen schnell laufen lassen. Wieder sind die LEDs möglichst kräftig durcheinander anzuordnen. Nun sollte das Chaos aber perfekt sein. 32 2 Blinkerschaltungen Abb. 2.10: Quelle: Flavio Dellepiane, www.redcircuits.com 2.11 Wechselblinker mit 2 x 20 LEDs Die Schaltung nach Abb. 2.11 bedarf keiner Erläuterung. Die ständige Stromaufnahme ist etwas höher als der zehnfache Strom durch einen „LED-Pfad“ mit zwei LEDs. Beträgt dieser beispielsweise 20 mA, so liegt die gesamte Stromaufnahme bei 210 mA. Daher sollte ein Akku oder Netzteil die Schaltung betreiben. Abb. 2.11: Quelle: Bill Bowden, www.bowdenshobbycircuits.info 2.13 Helligkeitsabhängiger Blinker 33 2.12 Helligkeit schwillt an und ab In der Schaltung nach Abb. 2.12 arbeiten zwei bistabile Multivibratoren mit Timern 555 an 6 V. Dabei liegt der IC-Ausgang jeweils über einem Widerstand an einem Kondensator, sodass an- und abschwellende Signale entstehen. Die in der Frequenz stark verschiedenen Ausgangssignale werden vom Komparator A3 verglichen. Auf diesen folgt ein kleiner FET. Es kommt zu einem an- und abschwellenden Leuchtverhalten der LED. Abb. 2.12: Quelle: David A. Johnson, www.discovercircuits.com/DJ-Circuits/daj-main.htm 2.13 Helligkeitsabhängiger Blinker Der IC in Abb. 2.13 ist ein Operationsverstärker. Ähnliche Typen oder die Typen TAA761 und TAA861 können benutzt werden. Wichtig ist der Open-Collector-Ausgang. 34 2 Blinkerschaltungen Der Operationsverstärker arbeitet als Multivibrator. Der Fotowiderstand bestimmt die Blinkfrequenz mit. Solange es hell ist, hat diese einen niedrigen Wert. Mit zunehmender Dunkelheit erhöht sich die Blinkfrequenz. Abb. 2.13 2.14 Blinkender Weihnachtsstern Achtung, die folgende Schaltung arbeitet mit Netzspannung. Daher sind alle einschlägigen Sicherheitsbestimmungen einzuhalten. Im Zweifelsfall ist ein Elektrofachmann zu konsultieren. Verlag und Autor übernehmen keine Haftung. Das Herz der Schaltung in Abb. 2.14 ist der CMOS-Hex-Inverter-IC CD4069. Er ermöglicht den Aufbau des Taktgenerators (unten) und die Invertierung zweier Signale, sodass zwei Stränge oder Gruppen von je 50 LEDs abwechselnd aufleuchten. Da 200 LEDs (50 LEDs pro Kanal) vorgesehen sind, sollte man preiswerte Typen ordern. Die Netzspannung 230 V AC wird mit vier entsprechend spannungsfesten Dioden 1N4007 gleichgerichtet. Für den CMOS-IC erfolgt eine Spannungsteilung und Glättung. Etwa 6 V DC stehen bereit. Vier High-Voltage-Transistoren 2N3440 oder 2N3439 schalten die LEDs. Die Vorwiderstände sind mit 5 W belastbar. 2.15 Blinker mit Zweipol-Oszillator 35 Abb. 2.14: Quelle: www.electronic-circuits-diagrams.com 2.15 Blinker mit Zweipol-Oszillator Mit einem komplementären Transistorpaar (npn und pnp) lässt sich ein Zweipoloszillator aufbauen. Man kann ihn in bereits vorhandene LED-Schaltungen einfügen; die LED blinkt dann. Die Blinkfrequenz hängt von den Widerständen und dem Kondensator ab. Eine gewisse Stabilität gegen Schwankungen der Betriebsspannung kann man erreichen, wenn man parallel zum Kondensator eine Z-Diode schaltet (z. B. 3,3 V). Abb. 2.15 36 3 Blitzer/Flasher/ Pulser-Schaltungen Im Gegensatz zum Blinker, wo Ein- und Ausschaltzeit etwa gleich sind (Tastverhältnis etwa 0,5), ist beim Blitzer (englisch Flasher) oder Pulser die Einschaltzeit deutlich kürzer als die Ausschaltzeit (Tastverhältnis z. B. 0,05). Gleichzeitig wird eine hohe Helligkeit angestrebt. Diese Betriebsweise optimiert also die Beziehung zwischen Signalwirkung und Energieeinsatz. Man kann über den für Dauerbetrieb geltenden Maximalstrom hinausgehen. Da billige Elektrolytkondensatoren Toleranzen von –20 % bis +100 % haben können, muss mit entsprechenden Abweichungen bei der Wiederholrate gerechnet werden. 3.1 Einstellbarer Blitzer mit Timer 555 Bei der Schaltung nach Bild 4.1 können Wiederholrate und Tastverhältnis über P1 beeinflusst werden. Es gelten folgende Formeln: Einschaltzeit in ms = 7 x (R 1 + P1 + R 2 in kOhm) Ausschaltzeit in ms = 7 x (P1 + R2 in kOhm) Ist P1 ein lineares Potentiometer und befindet sich in Mittelstellung, erhalten wir folgende Werte: Einschaltzeit in ms = 7 x (4,7 + 50 + 1) = 390 Ausschaltzeit in ms = 7 x (50 + 1) = 357 Die Einschaltzeit ist also länger als die Ausschaltzeit. Dies ist bei dieser Standardbeschaltung des Timers immer der Fall. Soll aus dem Blinker ein Flasher entstehen, legt man die Anode der LED an +6 V und R3 an Pin 3. P1 sollte auf 10 kOhm Endwert reduziert werden. Die LED-Leuchtdauer ist nun zwischen folgenden Zeiten einstellbar: min. Zeit in ms = 7 x R2 in kOhm = 7 max. Zeit in ms = 7 x (P1 + R2 in kOhm) = 77 Die Wiederholrate entspricht etwa der Einschaltzeit des Ausgangs 3 (Dunkelzeit der LED) und sollte durch Erhöhen von R1 auf 120 kOhm auf etwa 1 s gebracht werden: 3.2 Blitzer mit komplementären Transistoren 37 max. Einschaltzeit in ms = 7 x (R 1 + P1 + R 2 in kOhm) max. Einschaltzeit in ms = 7 x (120 + 10 + 1) = 917 Abb. 3.1: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 3.2 Blitzer mit komplementären Transistoren Abb. 3.2 zeigt eine Schaltung mit zwei Transistoren und ansonsten geringem Aufwand. Dies deshalb, weil komplementäre Transistoren benutzt werden (npn und pnp), was den Multivibratoraufbau mit geringstmöglichem Aufwand erlaubt. Diese Multivibratorschaltung ist bewährt, aber nicht so einfach zu berechnen wie eine Timerschaltung. Daher schlägt die Tabelle auch einige weitere Möglichkeiten vor. In der ganz rechten Spalte ist die Pulsweite (Einschaltdauer der LED) in Millisekunden angegeben. 38 3 Blitzer/Flasher/Pulser-Schaltungen Abb. 3.2: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 3.3 Wechselblitzer mit Timer 555 Eine interessante Schaltung ist in Abb. 3.3 zu sehen. Der Timer wird z. B. aus zwei Mignonelementen mit seiner minimalen Betriebsspannung von 3 V betrieben. Da der Ausgang bei hohem Potenzial die 3 V deutlich verfehlt und bei niedrigem Potenzial ebenfalls deutlich mehr als null Volt liefert, wurden die LEDs nicht direkt, sondern über Transistoren angeschlossen. Diese sperren konsequent und liefern im durchgesteuerten Zustand nur etwa 100 mV. Die LEDs blitzen abwechselnd im 2-Hz-Rhythmus auf. Angenommen, an den 47-Ohm-Vorwiderständen fällt 1 V ab, so beträgt der Strom rund 20 mA. Die Schaltung läuft mit frischen Batterien mindestens 100 Stunden lang. Man kann auch drei Mignon-Akkus einsetzen, dann verdoppelt sich der LED-Strom aber ungefähr. 3.4 Doppel-Blitzlicht für Modellfahrzeuge 39 Abb. 3.3: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 3.4 Doppel-Blitzlicht für Modellfahrzeuge Mit der in Abb. 3.4 angegebenen Schaltung gelingt es, das für die amerikanische Polizei oder für Feuerwehr und Notarzt typische blaue Doppel-Blitzlicht nachzubilden. Man benötigt im Wesentlichen einen Timer 555 und einen CMOS-Ringzähler 4017, dessen Betriebsspannung jedoch sicherheitshalber mit einem zusätzlichen Kondensator 100 nF zwischen Pin 8 und Pin 16 direkt am IC gestützt werden sollte. Über Vorwiderstände von 470 Ohm liegen zwei superhelle blaue LEDs in den Emitterleitungen der Ansteuertransistoren. Das bedeutet je 20 mA. Bei geringerer Betriebsspannung können die Werte abgesenkt werden. Das Zeitverhalten ändert sich dabei nicht. Abb. 3.4: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de 40 3 Blitzer/Flasher/Pulser-Schaltungen 3.5 Marathon-Blitzlicht Diese Schaltung (Abb. 3.5) ist ein echter Dauerläufer, daher die Bezeichnung „Marathon“: Bis zu zehn Jahre sendet sie ihre ca. eine Millisekunde langen Blitze aus, ehe die Batterie entladen ist. Und die kurze Blitzzeit ist nicht zu kurz, um nicht genügend Aufmerksamkeit zu erregen. So kann man Konsumenten auf Produkte aufmerksam machen oder eine Alarmanlage vortäuschen. Der CMOS-Baustein 4007 trägt mit seiner extrem sparsamen Betriebsweise zu der sehr langen Lebensdauer entscheidend bei. Pin 14 kommt an Plus, Pin 7 an Minus, wie üblich. Die Pinbelegung der drei komplementären MOS-Stufen ist wie folgt: Stufe A B C Eingang 6 3 10 p-Seite 14 2 11 n-Seite 7 4 9 Abb. 3.5: Quelle: René Bader, www.bader-frankfurt.de mittlere Anschlüsse 8/13 1/5 12 (intern verbunden) 3.6 1,5-V-Blitzer mit vier Transistoren 41 3.6 1,5-V-Blitzer mit vier Transistoren Für den Blink- und Blitzbetrieb von Leuchtdioden an 1,5 V wurde vor Jahrzehnten der Schaltkreis LM3909 entwickelt. An ihm funktionierten besonders rote LEDs mit ihrer relativ geringen Flussspannung perfekt. Eine weiße LED hat jedoch eine Flussspannung von ca. 3,6 V. Da versagt der LM3409. Seine Produktion wurde daher eingestellt. In der Schaltung nach Abb. 3.6 ist das Innenleben des LM3909 in etwa nachgebildet. Auch diese Schaltung eignet sich daher nur für rote LEDs. Es werden folgende Bauelemente benötigt: R1,2 R3,5 R4 R6 Q1 Q2,3 Q4 390 Ohm 22 kOhm 10 kOhm 100 Ohm BC337 (45 V, 800 mA, npn) BC550C (45 V, 100 mA, npn) BC327 (45 V, 800 mA, pnp) Durch Änderungen der restlichen Bauelementewerte können bestimmte Betriebsweisen hervorgerufen werden: Betriebsart Beschaltung Frequenz Strom 1,5 V Flasher 330 µ/6,3 V, 3,3 k 1 Hz 64 µA 1,5 V Low-Power 100 µ/6,3 V, 8,2 k 1,2 Hz 320 µA schneller Blinker 330 µ/6,3 V, 1 kOhm 2,6 Hz 1,2 mA 3 V Flasher 330 µ/6,3 V, 8,2 k 1 Hz 770 µA 6 V Flasher 330 µ/6,3 V, 10 k 1,5 Hz 700 µA Folgende Betriebszeiten beim 1,5-V-Blitzer sind möglich: Batterietyp Betriebszeit Standard AA Alkaline AA Standard C Alkaline C Standard D Alkaline D 3 Monate 6 Monate 7 Monate 15 Monate 1,3 Jahre 2,6 Jahre 42 3 Blitzer/Flasher/Pulser-Schaltungen Abb. 3.6: Quelle: Flavio Dellepiane, www.redcircuits.com 3.7 Blitzer mit drei Jahren Batterielebensdauer Je nach Qualität der eingesetzten 9-V-Blockbatterie arbeitet die Schaltung nach Abb. 3.7 einige Jahre lang ununterbrochen. Die beiden LEDs werden von einem MOS-Transistor geschaltet. Der Strom liegt bei 30 mA. Die Einschaltzeit ist jedoch sehr gering. Der CMOS-Schaltkreis 4007 sorgt für den entsprechenden Takt. Durch den vollständigen Einsatz von MOS-Bauelementen liegt der Stromverbrauch während der AusZeit im Bereich der Selbstentladung der Batterie. C1 sollte ungepolt sein. Die Zeitkonstante mit R5 beträgt eine Sekunde. Die Einschaltzeit wird durch R6 bestimmt und beträgt ungefähr eine Millisekunde. Abb. 3.7: Quelle: EDN, Ideas for Design 353 Stichwortverzeichnis 4-Bit-Binärzähler 263 74HC164 72 74HCT164 72 100-kHz-PWM-Konstantstrom-Steuerschaltkreis 249 A AD9660 343 Aktiv-Matrix-Display 294 Alarmanlage 257 Alarmschaltung 30 Analogumschalter 43 ASCII-Tastatur 151 AT90S2313 328 ATMEGA8015 313 ATTiny2313 313, 319 Ausrolleffekt 194 B Backplane-Oszillator 308 Balkenanzeige 116 Bargraph 63 Bargraph-Mode 223 Batterie-Überwachungsschaltung 165 BCD-Zähler 89, 264 BCD-zu-Siebensegment-Decoder 228, 230, 263, 279 Befehlsregister 310 Beleuchtungsstärke 20 Belichtung 20 Berührungsschalter 217 BiFET-Operationsverstärker 123 Bildaufbau 327 Blink-LEDs 97 Blitzer 36 Boost-Konfiguration 254 Boost-Schaltung 253 Brückenverstärker 174, 304 Buck/Boost-Spannungskonverter 247 Bucking-Mode-IC 189 Buck-Step-Down-Regler 187 Buzzer 211, 243 C Candela 19 CD4054B 300 CD4055B 301 CD4056B 301 CH341A 322 Character-LCD 292 C-LCD 292 Cluster 221 CMOS-BCD-zu-Siebensegment-Decoder 300, 308 CMOS-Siebensegment-Decoder 298 CMOS-Timer 126, 236 Continuous Wave 333 CW 333 D DAC 184 Darlingtonstufe 171 Datenregister 310 Dekadenzähler 80, 228 D-Flipflop 263 Digital-Analog Converter 184 Dimmen 180 DIP-Module 296 Display Controller 324 Display Driver 313 DOG-Module 296 Doppel-Blitzlicht 39 354 Stichwortverzeichnis Doppel-RS-Flipflop 200 Down/Up-Zähler 68 Dreidraht-Interface 312 Dreieckgenerator 180, 257 Dreiphasen-Rechteckoszillator 107 Dreiphasensignal 140 Druckmesser 304 DSTN-Technik 295 Dual-LEDs 97 E EA-eDIP-Serie 5 Elektro-Lumineszenz 293 EL-Folien-Beleuchtung 294 EN 60825-1 336 Exklusiv-ODER-Gatter 141 EXOR-Gatter 155 F Fading 180 Fading-Farbwechsler 90 Farbenerkennung 93 Farbwechsler-Schaltungen 86 Fensterkomparator 176 Feuer-Imitation 47 Flasher 36 Flipper 201 Flyback-Verhalten 253 Footcandle 23 Fotospannung 168 Freie-Elektronen-Laser 332 Frequenzanzeiger 143 Frequenzdifferenz 141 Frequenzteiler 74 Füllstandsmessung 316 G Gefährlichkeits-Klasseneinteilung 336 G-LCD 292 Grafikdisplay 292 Grafik-LCD 327 Graphical-LCD 292 Grau-Modus 328 H Halbleiterlaser 333 Halbstreuwinkel 20 Halleffekt-Sensor TLE4935 234 HD44780 310 HD61830 293 Heißleiter 113 Hex-Inverter-Baustein 122 High-Power-LED-Systeme 245 High-Side 184 Hintergrundbeleuchtung 293 Howland-Stromquelle 351 Hysterese 101 I ICL7106 283, 303, 304 IC LM 3578 248 Impulsgenerator 53, 55 Inkrementelles Lauflicht 83 J JK-Master-Slave-Flipflop 169 Jumbo-LED 29 K Kabelprüfer 124 Kaltleiter 113 Stichwortverzeichnis Kantenstrahler 337 Kaskade 242 Komparator 93, 257 Konstantstrom-LED-Treiber 245 KS0070B 293 KS0076B 293 KS0108 293 L Labyrinth 198 Ladungspumpe 184, 225 Ladungspumpenschaltung 218 LASER 331 Laserdiode 333 Treiber 343 Laser Torch 349 Latch 49 Lauflicht 63 Inkrementelles 83 Lauflichtschaltungen 63 Lautstärkeeinsteller 270 LCD-Zeichensatz 310 LED-Bargraph-Anzeige 169 LED-Beleuchtung 293 Leuchtdichte 20 Lichtspiel 100 Lichtstärke 19 Lichtstrom 19 Liquid-Crystal Display 291 LM35 202 LM339 119, 120 LM3404(HV) 245 LM3409 41 Logiktastkopf 143 Long-Period-Detektor 169 Look-Funktion 267 Low-Battery Output 165 Low-Power-Gatter NL27WZ04 246 Low-Power-Operationsverstärker 240 Low-Voltage-Gatter 59 Low-Voltage-Operationsverstärker 351 Low-Volt-CMOS-IC 218 LT1110 340 LT1615 261 LT1932 260 LT3476 255 Lumen 19 M Maser 332 MAX232 321 MAX774 247 MAX1698 238 MAX3740 348 MAX5160 183 Messwertglättung 318 Metronomschaltung 257 MM74C926 283 MM74C927 283 MM74C928 283 Monoflop 199 Multiplexbetrieb 284, 292 Multivibratorschaltung 37 Muster 81 N Nachglühen 69 Nachleuchten 75 NCP1200A 249 Negativmode 293 Nullanzeige 160 O OLED 324 One-Shot-Generator 267 Open-Collector-Ausgang 123, 149 P Passiv-Matrix-Display 294 Pegelanzeige 128 PIC12C508 312 355 356 Stichwortverzeichnis PIC16C5X 284 PIC16C54A 287 PIC16C84/16F84 81 PIC16F628 314 PIC16F876 318 PIC18F87J90 6 PMW 254 Polaritätsanzeiger 128 Positivmode 293 PR4401/4402 213 Puffer 131 Pulsbreitenmodulation 90, 184 Pulse-Width Modulation 90, 180 Pumpen 334 Punktmatrix 310 PWM 90, 180 Q Shutdown-Möglichkeit 245 Siebensegment-Anzeige 262 Siebensegment-Decoderschaltkreis 191 Siebensegment-LCD 291 Silizium-PIN-Fotodiode 342 Simulator 58 Sonnenlichtfilter 220 Spannungsindikator-Schaltung 103 Spannungsinverter-IC NCP1729 240 Spannungskonverter-ICs MAX1685 244 SRAM 324 Stepdown-Buck-Konverter 240 Step-Up-Konverter 239, 242 Stickstofflaser 332 STN-Displays 295 Stroboskop 128 Super-Twisted-Nematic 295 T Quad-Operationsverstärker 88, 117 R RC5-Code-Tester 316 Reset-Schaltung 308 Resonator 332 Ringzähler 68, 71, 201 RISC Controller 324 Rundum-Lauflicht 276 S SAB0529 281 SC606 255 Schieberegister 77, 197 Schmitt-Trigger 54 Schutzmaßnahmen 338 SED 1520 293 Sequencer 63 Seriel-zu-parallel-Schieberegister 312 S-FET 232 SG1524 254 Shut-Down-Betrieb 165 T6963c 293 Tastverhältnis 36 TC7136 306 TC9400 306 Telefon-Ankoppelspule 121 Testboard 321 Testschaltung 278 Textdisplay 292 Thin-Film-Transistor, TFT 294 TL3101 234 TPS61042 245 TPS61054 61 TPS61055 61 Treiber für Laserdioden 343 Trit-State-Ausgang 111 TSOP 1136 316 Tunneldiode 57 U U176 235 Ultraschallmodul 316 Umpolung 327 Unijunction-Transistor 44, 232, 269 Stichwortverzeichnis Up/Down-BCD-Zähler 267 USB-LCD 319 Wechsellichtband 63 Wechsellichtband-Steuerung 65 Widerstandsteiler-Kette 131 Wiederholrate 36 V VCSEL 337 Vergleicher 119 Verzerrungen 135 Vierfachkomparator-IC 162 VLCD-Eingang 327 Volume Unit 120 VU 120 W Warnschaltung 137 Wasserhöhen-Anzeige 147 Z Zeitbasis 281 Zeitgeber-IC 264 Zero-Power-LCD 5, 295 Zufallseffekt 31 Zweipoloszillator 35 357 ANZ-BF-160x230 PCE:ANZ/BF/PC&Elektronik 26.02.2010 10:46 Uhr Seite 1 Das Buch stellt über 550 ausgewählte Schaltungen aus der Mess- und Prüftechnik vor. Viele moderne und anspruchsvolle, aber auch einfache und bewährte Schaltungen sind in diesem Buch enthalten. Damit spart man nicht nur eine Menge Zeit, Arbeit und Geduld, sondern auch Geld für Eigenentwicklungen. So macht sich die Anschaffung dieser wichtigen Sammlung schon nach kurzer Zeit bezahlt. Schaltungssammlung Mess- und Prüftechnik Frank Sichla ; 2009; 552 Seiten E 49,95 ISBN 978-3-7723-4086-4 Besuchen Sie uns im Internet – www.elo-web.de Seite 1 FRANZIS ELEKTRONIK Frank Sichla Schaltungssammlung LEDs, LCDs und Lasertechnik Auf Leuchtdioden (LED) trifft man heute überall in der Elektrotechnik und Elektronik. Auch die LCD-Anzeigen (Liquid-Crystal Display, Flüssigkeitskristall-Bildschirm) erlebten in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung. Sie finden Verwendung in vielen Geräten der Unterhaltungselektronik, aber auch in Messgeräten, Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern. Ständige Weiterentwicklungen gibt es auch in der Lasertechnologie. Längst ist der Laser zu einem bedeutenden Instrument der Industrie, Wissenschaft, Kommunikation und Unterhaltungselektronik geworden, und die kleinen Laserdioden sind heute schon die mit Abstand am häufigsten benutzten Laserbauelemente. Über 350 Schaltungen aus der LED-, LCD- und LaserTechnik werden in diesem Werk vorgestellt. Die Schaltungssammlung wendet sich nicht nur an Entwicklungsingenieure, sondern auch an Lehrkräfte, Auszubildende und Hobbyisten. Sie wird durch einen großen allgemeinen Praxisteil abgerundet. Sie sparen nicht nur eine Menge Zeit, Arbeit und Geduld, sondern auch Geld für Eigenentwicklungen. So macht sich die Anschaffung dieser wichtigen Sammlung schon nach kurzer Zeit bezahlt. Eine unentbehrliche Fundgrube für alle, die in ihrer täglichen Praxis Anregungen für schnelle Problemlösungen suchen. ISBN 978-3-7723-4277-6 Euro 29,95 [D] • Blinker • Wechselblinker • CMOS-Wechselblinker • CMOS-Blinker • „Ruhiger“ Blinker mit Transistor • Dämmerungsblinker • Alarmblinker • Wechselblinker mit 2 x 20 LEDs • Helligkeit schwillt an und ab • Helligkeitsabhängiger Blinker • Blinkender Weihnachtsstern • Blinker mit Zweipol-Oszillator • Einstellbarer Blitzer mit Timer • Doppel-Blitzlicht • Marathon-Blitzlicht • 1,5-V-Blitzer • Sicherheits-Blitzer • Flackerschaltung • Wechsel-Flasher mit 1,5 V • Leuchtturm-Signalgeber • 3-V-Transistor-Flasher • 1,5-V-Flasher • Ultra-stromarmer 3-V-Blitzer • Alarmanlagen-Simulator • 1,5-V-Flasher für weiße LED • Schneller, portabler Pulser • Drei-LED-Flasher • Blitzlicht mit dem TPS61054 • Lauflicht- und Leuchtbalken • Lauflicht mit vier LEDs • Wechsellichtband-Schaltung • Knight-Rider-Lauflicht • Lauflicht • Duale Lichtbandsteuerung • Lichtband mit Blinkeffekt • Intelligentes Blinklicht • Blitzlauflicht • Doppellauflicht • Farbwechsler-Schaltungen • Pegelindikator mit Dual-LED • Lauflicht mit Blink-LED • Lichtspiel mit Blink-LEDs • Blink-LED • Einfacher Impulsindikator • Magische Lichter • Tester für Audioleitungen • Optischer Transistortester • Temperatur-Monitor • Übertemperatur-Indikator • Programmierbare LED • Balkenanzeige mit Transistoren • Einfacher Spannungsprüfer • Spannungsüberwachung • Überwachung eines 12-V-Akkus • VU-Meter mit acht LEDs • Leitungssucher • Verdrahtungstester • Tester für mehradrige Leitungen • Logiktester • Autobatterie-Tester • Indikatoren • Stroboskop • Niederfrequenzmesser • Aussteuerungsanzeige • LED-Bargraph-Power-Indikator • Audio-Clipping-Indikator • Audio-Leistungsindikator • Auto-Bordspannungs-Indikator • Impulsfrequenz-Detektor • Logiktastkopf für CMO • Mobiltelefon-Detektor • IR-Fernsteuerungs-Tester • Wasser-Füllstandsanzeige • Zweibereichs-Stroboskop • Digitester • Isolationstester • Tastatur-Detektiv • Gewitter-Entfernungsmesser • Batterietester • Three-State-Indikator • Schalt-Indikator • Impuls-Fühler • Logiktester • Tendenz-Indikator • Polaritätsanzeige • Spannungsindikator • Bipolare Pegelanzeige • Batterietest • Tester für hohe Spannungen • LED als Fotodiode • In-Circuit-Transistortester • Tester für die Kfz-Elektronik • Universaltester • Kfz-Ladekontrolle • Übersteuerungsanzeige • NF-Frequenzanalysator • Spannungsdetektor • CPU-Lüfterüberwachung • Dimmerschaltungen • Lichtspiel-Schaltung • Hypnotisierende LED-Spirale • Münzen-Flipper • Elektronisches Roulette • Elektronisches Glücksrad • Reaktionszeit-Tester • Maus im Labyrinth • Orakel • Geschicklichkeitsspiel • Taschenflipper „Good Luck“ • Kaffeethermometer • Müdigkeitstester • LED-Spiel • Fernbedienungs-Blockierer • Regenbogen mit 13 LEDs • Quiz-Timer • LED als Stabilisierungsdiode • Count-Down-Schaltung • Berührungssensor • LED-Betrieb an 1,5 V • Einparkhilfe auf IR-Basis • Fünf bis acht LEDs an 1,5 V • u.s.w Besuchen Sie uns im Internet www.franzis.de re d n S o gabe aus 5 € 29,9 Diese neue Schaltungssammlung enthält Schaltungen aus folgenden Bereichen: LEDs, LCDs und Lasertechnik 15:14 Uhr FRANZIS 25.02.2010 Schaltungssammlung 4277-6 U1+U4 Sichla FRANZIS ELEKTRONIK fang • 360 Seiten Um e Schaltungen • Über 350 neu ungen ne und Zeichn lä p lt a ch S 0 0 4 • nik h in der Elektro • Unentbehrlic Frank Sichla Schaltungssammlung LEDs, LCDs und Lasertechnik Über 350 erprobte Schaltungen für Labor, Entwicklung, Anwendung und Ausbildung • Blitzer-/Flasher/Pulser-Schaltungen • Lauflicht- und Leuchtbalken / LeuchtbandSchaltungen • Farbwechsler-Schaltungen • Schaltungen für Blink- und Dual-LEDs • Mess-, Prüf- und Indikatorschaltungen • Dimmerschaltungen • Schaltungen aus der Allgemeinelektronik • Schaltungen mit Siebensegment-Anzeigen • Schaltungen mit LCD-Punktanzeigen • Schaltungen mit Grafik-LCDs • Schaltungen mit Laserdioden
